DE102005041741A1 - Method for producing a press-hardened component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines pressgehärteten Bauteils aus einem Halbzeug aus ungehärtetem, warm umformbaren Stahlblech, wobei das Halbzeug erwärmt und in einem Warmumformwerkzeug pressgehärtet wird. Um die beim Presshärten erreichtbaren Ziehtiefen zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Umformgeschwindigkeit, mit welcher das Halbzeug im Warmumformwerkzeug umgeformt wird, so hoch ist, dass der Umwandlungsprozess von einem austenitischen in ein martensitisches oder bainitisches Gefüge erst nach Beendigung des Umformvorgangs abgeschlossen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil.The invention relates to a method for producing a press-hardened component from a semifinished product of uncured, hot-formable steel sheet, wherein the semifinished product is heated and press-cured in a hot-forming tool. In order to increase the draw depths which can be achieved during press-hardening, it is proposed according to the invention that the forming speed with which the semifinished product is formed in the hot-forming tool is so high that the conversion process from an austenitic to a martensitic or bainitic structure is completed only after the forming process has been completed. Furthermore, the invention relates to a component produced by this method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines pressgehärteten Bauteils nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.The The invention relates to a method for producing a press-hardened component according to the preamble of claim 1 and after this Process manufactured component according to the preamble of claim 8th.

Aus der gattungsbildenden DE 198 15 022 A1 ist ein pressgehärtetes Bauteil sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils durch ein Presshärteverfahren bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Halbzeug zunächst durch ein Ziehverfahren kalt umgeformt, dann erwärmt und in einem Warmumform-Werkzeug pressgehärtet.From the generic DE 198 15 022 A1 For example, a press-hardened component and a method of manufacturing a component by a press-hardening method are known. In the method, a semi-finished product is first cold formed by a drawing process, then heated and press-cured in a hot-forming tool.

Soll nun ein Bauteil aus einem höherfesten Stahlwerkstoff hergestellt werden, so wird bei diesem und ähnlichen Verfahren ein großer Teil der endgültig zu realisierenden Verformung durch die vorgeschaltete Kaltumformung erreicht.Should now a component made of a high-strength steel material are made in this and similar processes a large part the final too realizing deformation by the upstream cold forming reached.

Dabei sollen im Folgenden solche Werkstoffe betrachtet werden, die vor dem Härten als höherfest bezeichnet werden mit einer Zugfestigkeit im Bereich von 400–500 N/mm^2. Das nach der Warmumformung und anschließender Aushärtung erlangte Bauteil wird dann als höchstfest oder ultrahochfest bezeichnet.there In the following, such materials are to be considered as those before the hardening as higher strength be designated with a tensile strength in the range of 400-500 N / mm ^ 2. The component obtained after hot working and subsequent hardening becomes then as supreme or ultra high-strength.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Presshärteverfahren für Bauteile aus höherfestem Stahl vorzuschlagen, bei dem die benötigte Verformung des Bauteils in einem Umformschritt realisiert werden kann.Of the Invention is based on the object, a press hardening process for components made of higher strength Suggest steel, in which the required deformation of the component can be realized in a forming step.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.The The object is achieved by the Features of the claims 1 and 8 solved.

Danach ist die Umformgeschwindigkeit, mit welcher das Halbzeug im Warmumformwerkzeug umgeformt wird, so hoch, dass der Umwandlungsprozess von einem austenitischen in ein martensitisches oder bainitisches Gefüge erst nach Beendigung des Umformvorgangs abgeschlossen ist (Anspruch 1).After that is the forming speed at which the semi-finished product is formed in the hot-forming tool is so high that the transformation process of an austenitic into a martensitic or bainitic structure only after the termination of the Forming process is complete (claim 1).

Die im Vergleich zur Geschwindigkeit des Gefügeumwandlungsprozesses höhere Umformgeschwindigkeit gestattet es, die gesamte Umformung des aus hochfesten Stahl-Werkstoffen bestehenden Halbzeugs zu komplexen Bauteilen einzig und allein auf eine Warmumformung des Halbzeugs zu beschränken, welche in einem einzigen Hub bewerkstelligt wird. Hierbei können ohne weiteres auch hohe Ziehtiefen prozesssicher realisiert werden. Durch den Entfall vorangehender Kaltumformoperationen, die bei bisher bekannten Presshärteverfahren üblich sind, können die Kosten und der apparative Aufwand für die Fertigung im Vergleich zum gattungsgemäßen Verfahren entscheidend gesenkt werden. Zudem können mit diesem Verfahren die Taktzeiten in der Fertigung verkürzt werden.The higher forming speed compared to the speed of the structural transformation process allows the entire transformation of the semi-finished product made of high-strength steel materials to complex components solely on hot forming of the semifinished product, which is done in a single stroke. Here you can without further high drawing depths can be reliably realized. By the Abolition of previous cold forming operations, which in previously known Press hardening methods are common, can the costs and the equipment required for the production in comparison to the generic method be lowered decisively. In addition, with this method, the Cycle times in production shortened become.

Vorteilhafterweise liegt die Umformgeschwindigkeit im Bereich oberhalb von 65 mm/s. Damit liegt sie oberhalb der Umformgeschwindigkeiten, die mit Hilfe bisher zum Presshärten eingesetzter industrieller Pressen realisierbar sind (Anspruch 2).advantageously, the forming speed is in the range above 65 mm / s. So it is above the forming speeds, with the help previously for press hardening used industrial presses are feasible (claim 2).

Besonders vorteilhaft liegt die Umformgeschwindigkeit oberhalb von 150 mm/s. Bewegt sich die Umformgeschwindigkeit in diesem Bereich, kann der Effekt der noch nicht abgeschlossenen Gefügeumwandlung mit einem guten Kosten-/Nutzenverhältnis genutzt werden, und die durch das Verfahren erreichbare Ziehtiefe kann stark erhöht werden (Anspruch 3).Especially Advantageously, the forming speed is above 150 mm / s. If the forming speed is in this range, the Effect of the unfinished microstructure transformation with a good one Cost / benefit ratio be used, and the achievable by the method drawing depth can be greatly increased be (claim 3).

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt die Umformgeschwindigkeit oberhalb von 300 mm/s. Mit einer derartigen Geschwindigkeit können auch hochkomplexe Bauteile aus höherfesten Stahlwerkstoffen, die sonst praktisch nicht umformbar sind, in gewünschter Weise hergestellt werden (Anspruch 4).at a further particularly preferred embodiment of the invention the forming speed is above 300 mm / s. With a such speed can Also highly complex components made of higher-strength Steel materials that are otherwise virtually non-deformable, in the desired Be prepared manner (claim 4).

In einer günstigen Ausgestaltung wird das Bauteil nur bereichsweise gehärtet. So können auch Bauteile mit lokalen Verstärkungen und benachbarten ungehärteten Bereichen durch das Verfahren einfach hergestellt werden (Anspruch 5).In a cheap one Design, the component is only partially cured. So can also components with local reinforcements and neighboring uncured Areas are easily produced by the process (claim 5).

Vorteilhafterweise erfolgt die Erwärmung des Halbzeugs in einem Durchlaufofen. Auf diese Weise kann das Verfahren in der Serienfertigung eingesetzt werden, da mehrere Halbzeuge parallel erhitzt werden können (Anspruch 6).advantageously, the heating takes place of the semi-finished product in a continuous furnace. That way, the process can be used in series production, as several semi-finished products in parallel can be heated (Claim 6).

Es ist günstig, wenn die Warmumformung in einer Hochgeschwindigkeitspresse durchgeführt wird. So können die benötigten hohen Umformgeschwindigkeiten erreicht und die Vorteile der schnellen Umformung voll genutzt werden (Anspruch 7).It is cheap, when hot forming is performed in a high speed press. So can The necessities achieved high forming speeds and the advantages of fast Forming fully utilized (claim 7).

Weiterhin wird ein pressgehärtetes Bauteil aus einem Halbzeug aus ungehärtetem, warmumformbaren Stahl vorgeschlagen, welches nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist (Anspruch 8).Farther becomes a press-hardened Component of a semi-finished product made of unhardened, heat-transformable steel proposed, which according to a method according to one of claims 1 to 7 is produced (claim 8).

Vorteilhafterweise besteht das Bauteil aus einem höherfesten Stahlwerkstoff, insbesondere aus dem Werkstoff 22MnB5. Bei diesen Werkstoffen treten die Vorteile des Verfahrens voll in Erscheinung, weil sie bei den gattungsgemäßen niedrigen Umformgeschwindigkeiten ab einer bestimmten Ziehtiefe einer vorausgehenden Kaltumformung unterzogen werden müssten (Anspruch 9 und 10).Advantageously, the component consists of a high-strength steel material, in particular of the material 22MnB5. In these materials, the advantages of the process are fully apparent, because they in the generic low Um Form speeds should be subjected from a certain drawing depth of a previous cold forming (claim 9 and 10).

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bauteil eine Beschichtung zum Korrosionsschutz auf, insbesondere eine Beschichtung aus einem Aluminium-Silizium-Werkstoff. Bei Bauteilen mit einer solchen Beschichtung ist das bekannte Verfahren in der Form gar nicht durchführbar, da die Beschichtung beim Kaltumformen, beispielsweise beim Tiefziehen, teilweise beschädigt würde und in einem weiteren Schritt erneuert werden müsste, was den Aufwand noch einmal deutlich erhöht (Anspruch 11 und 12).In In an advantageous embodiment, the component has a coating for corrosion protection, in particular a coating of a Aluminum-silicon material. For components with such a coating the known method in the form is not feasible because the coating during cold forming, for example, during deep drawing, partially damaged would and would have to be renewed in a further step, what the effort yet once significantly increased (Claim 11 and 12).

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor. Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand mehrerer Ausführungsbeispiele ausführlich erläutert.Further Embodiments and advantages of the invention will become apparent from the description out. The invention is illustrated in the drawings with reference to several embodiments in detail explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs bei dem gattungsgemäßen Verfahren, 1 a schematic representation of the procedure in the generic method,

2 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, 2 a schematic representation of the process flow in the inventive method,

3 eine Detailansicht eines verwendeten Warmumformwerkzeuges, 3 a detailed view of a hot forming tool used,

4 den Verlauf der erreichbaren Ziehtiefen in Abhängigkeit der Umformgeschwindigkeit sowie 4 the course of the achievable drawing depths as a function of the forming speed and

5 die erreichbaren prozentualen Erhöhungen der erreichbaren Ziehtiefe. 5 the achievable percentage increases in the achievable draw depth.

1 zeigt schematisch den Ablauf des gattungsgemäßen, bisher industriell eingesetzten Presshärteverfahrens zur Herstellung eines Bauteils 1. Dabei wird zunächst ein auf einem Coil 15 befindliches Stahlblech 5 über eine Walze 17 einer Schneideeinrichtung 19 zugeführt. Dort wird aus dem Stahlblech 5 eine Platine 21 entsprechender Größe ausgeschnitten. Bisher wird diese auch als Halbzeug 3 bezeichnete Platine 21 einer Kaltumformeinrichtung 23 zugeführt, in welcher sie einen ersten Umformschritt im kalten Werkstoff-Zustand, beispielsweise einen Tiefziehvorgang erfährt. Anschließend wird das Halbzeug 3 in einem Ofen 25 auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der eine Gefügeumwandlung des Werkstoffs des Halbzeugs 3 in den austenitischen Zustand stattfindet. Je nach verwendeter Stahlsorte liegt diese Austenisierungs-Temperatur zwischen 700°C und 1100°C. 1 schematically shows the sequence of the generic, previously industrially used press hardening process for the production of a component 1 , It is first on a coil 15 located steel sheet 5 over a roller 17 a cutting device 19 fed. There is made of sheet steel 5 a circuit board 21 corresponding size cut out. So far, this is also available as a semi-finished product 3 designated board 21 a cold forming device 23 fed, in which it undergoes a first forming step in the cold state of the material, for example, a deep drawing process. Subsequently, the semi-finished product 3 in an oven 25 heated to a temperature above the temperature at which a structural transformation of the material of the semifinished product 3 takes place in the austenitic state. Depending on the type of steel used, this austenizing temperature is between 700 ° C and 1100 ° C.

Der erhitzte Rohling wird dann mit Hilfe eines Manipulators 27 in ein Warmumformwerkzeug 7 eingelegt. In diesem Werkzeug 7 wird das Bauteil 1 fertig geformt und schnell abgekühlt, wodurch ein feinkörniges martensitisches oder bainitisches Gefüge eingestellt wird. Dieser Schritt entspricht einer Härtung des Bauteils 1 und ermöglicht die Erhöhung der Festigkeit des Werkstoffs. Dabei kann sowohl das gesamte Bauteil 1 gehärtet werden als auch einzelne Bereiche des Bauteils 1. Ist der gewünschte Härtegrad erreicht, wird das Bauteil 1 aus dem Warmumformwerkzeug 7 entnommen. Es weist nun sowohl die gewünschten Werkstoffeigenschaften als auch die gewünschte Endkontur auf.The heated blank is then using a manipulator 27 in a hot forming tool 7 inserted. In this tool 7 becomes the component 1 preformed and rapidly cooled, whereby a fine-grained martensitic or bainitic structure is set. This step corresponds to a hardening of the component 1 and allows to increase the strength of the material. It can both the entire component 1 be hardened as well as individual areas of the component 1 , Once the desired degree of hardness has been achieved, the component becomes 1 from the hot forming tool 7 taken. It now has both the desired material properties and the desired final contour.

Wird dieses gattungsgemäße Verfahren nun mit einem Stahlblech 5 aus einem hochfesten Stahlwerkstoff, beispielsweise aus einem borlegierten Vergütungsstahl mit der Bezeichnung 22MnB5, durchgeführt, so ergibt sich die Schwierigkeit, dass ein großer Teil der gesamten Verformung, die das Bauteil 1 erfährt, bereits im Kaltumformschritt vorgenommen werden muss. Bei dem herkömmlichen Verfahren muss in der Kaltumformeinrichtung ein sehr hoher Anteil der gesamten Verformung, beispielsweise bis zu 80%, eingestellt werden.Will this generic method now with a steel sheet 5 made of a high-strength steel material, for example, a boron-alloyed tempered steel with the designation 22MnB5, so there is the difficulty that a large part of the total deformation that the component 1 experiences already made in the cold forming step. In the conventional method, a very high proportion of the total deformation, for example up to 80%, has to be set in the cold-forming device.

Einen Ausweg stellt das in 2 schematisch dargestellte Verfahren dar. Das eigentliche Verfahren ist durch einen gestrichelten Kasten gekennzeichnet. Bei diesem Verfahren wird der zusätzliche Kaltumformschritt eingespart, indem die Geschwindigkeit 9 des Umformvorgangs bei der Warmumformung stark erhöht wird. Dadurch wird die erreichbare Ziehtiefe 39 deutlich erhöht, so dass die gesamte benötigte Verformung des Halbzeugs 3 in einem einzigen Verfahrensschritt, im Warmumformwerkzeug 7, erreicht werden kann.A way out is the in 2 schematically represented method. The actual process is characterized by a dashed box. In this method, the additional cold forming step is saved by increasing the speed 9 of the forming process during hot forming is greatly increased. As a result, the achievable drawing depth 39 significantly increased, so that the total required deformation of the semifinished product 3 in a single process step, in the hot forming tool 7 , can be achieved.

Das Halbzeug 3 kann dabei eine entsprechend zugeschnittene Blechplatine 21 aus einem höherfesten Stahlwerkstoff sein. Alternativ können aber auch lokal verstärkte Bleche, Taylored Blanks, oder Taylored Rolled Blanks, welche aus mehreren Blechstücken mit unterschiedlichen Dicken zusammengeschweißt sind, als Halbzeuge 3 verwendet werden. Vorzugsweise ist das Halbzeug 3 mit einer Beschichtung 14 aus einer gegen Korrosion schützenden Legierung, beispielsweise einer Aluminium-Silizium-Legierung, versehen.The semi-finished product 3 can thereby a correspondingly tailored sheet metal blank 21 be made of a high-strength steel material. Alternatively, however, locally reinforced sheets, Taylored blanks, or Taylored Rolled Blanks, which are welded together from several pieces of sheet metal with different thicknesses, as semi-finished products 3 be used. Preferably, the semi-finished product 3 with a coating 14 from an anti-corrosion alloy, such as an aluminum-silicon alloy.

Das Halbzeug 3 wird, wie in 2 dargestellt, mit Hilfe eines Manipulators 27 dem Ofen 25, der in diesem Beispiel als Durchlaufofen 11 auf gestaltet ist, zugeführt. Die Temperatur des Halbzeugs 3 nach Verlassen des Durchlaufofens 11 liegt bei dem in diesem Beispiel verwendeten Werkstoff zwischen 880°C und 960°C. Durch die Aluminium-Silizium-Beschichtung 14 wird dabei zusätzlich ein Verzundern der Oberfläche des Halbzeugs 3 während der Erwärmung verhindert.The semi-finished product 3 will, as in 2 represented by means of a manipulator 27 the oven 25 in this example as a continuous furnace 11 is designed on, supplied. The temperature of the semi-finished product 3 after leaving the continuous furnace 11 For example, the material used in this example is between 880 ° C and 960 ° C. Due to the aluminum-silicon coating 14 In addition, there is a scaling of the surface of the semifinished product 3 while prevents heating.

Nun wird das Halbzeug 3 der Warmumformung unterzogen. Bei diesem Verfahren kommt als Warmumformwerkzeug 7 jedoch eine Hochgeschwindigkeitspresse 13 zum Einsatz, welche im Vergleich zu einem in 1 dargestellten industriell bisher eingesetzten Warmumformwerkzeug 7 eine hohe Umformgeschwindigkeit 9 realisieren kann. Durch diese hohe Umformgeschwindigkeit 9, die deutlich höher ist als die Geschwindigkeit beim konventionellen Tiefziehen, welche beispielsweise bei 65 mm/Sekunde liegt, wird erreicht, dass die Umformung des Bauteils 1 bereits größtenteils oder vollständig abgeschlossen ist, bevor die Aushärtung des Bauteils 1, also die Gefügeumwandlung, abgeschlossen ist.Now the semifinished product 3 subjected to hot working. This process comes as a hot forming tool 7 however, a high speed press 13 used, which compared to a in 1 illustrated previously used hot forming tool 7 a high forming speed 9 can realize. Due to this high forming speed 9 , which is significantly higher than the speed of conventional deep drawing, which is for example 65 mm / second, it is achieved that the deformation of the component 1 already largely or completely completed before the curing of the component 1 , that is, the structural transformation, is completed.

Dieser Aushärteprozess des Bauteils 1 setzt dabei ein, sobald das Halbzeug 3 den Durchlaufofen 11 verlässt. Je schneller dann die Umformung durchgeführt wird, desto weniger weit fortgeschritten ist der Gefügeumwandlungs-Prozess und desto höhere Umformgrade können erzielt werden. Das Zeitfenster, in dem hohe Umformgrade möglich sind, bevor die Aushärtung einsetzt, wird daher umso besser genutzt, je höher die Umformgeschwindigkeit 9 ist. In dieser optimalen Nutzung des Aushärtefensters liegt der große Vorteil einer Umformung mit hoher Geschwindigkeit 9.This hardening process of the component 1 starts as soon as the semi-finished product 3 the continuous furnace 11 leaves. The faster the forming is carried out, the less advanced the structural transformation process is and the higher the degree of deformation can be achieved. The time window, in which high degrees of deformation are possible before the hardening starts, is thus better utilized, the higher the forming speed 9 is. In this optimal use of the curing window is the great advantage of a high-speed forming 9 ,

Nach der Warmumformung wird das fertige Bauteil 1 dem Warmumformwerkzeug 7 durch einen weiteren Manipulator 27 entnommen und gestapelt.After hot forming, the finished component becomes 1 the hot forming tool 7 through another manipulator 27 removed and stacked.

Das Verfahren nach 2 entspricht also dem in 1 dargestellten Verfahren mit Wegfall des Kaltumformschrittes. Wie bisher kann die Presse 13 bzw. das Warmumformwerkzeug 7 dabei zusätzlich gekühlt werden, um eine schnelle Aushärtung und dadurch ein feineres Gefüge des Bauteils 1 zu erzielen.The procedure according to 2 corresponds to the in 1 illustrated method with elimination of the cold forming step. As before, the press 13 or the hot forming tool 7 In addition, they are cooled to a rapid curing and thus a finer microstructure of the component 1 to achieve.

3 zeigt beispielhaft ein Detail eines verwendeten Warmumformwerkzeugs 7. Dabei wird das Halbzeug 3, welches eine Beschichtung 14 aufweist, zwischen einem Ziehring 31 und einem Niederhalter 33 gehalten. Dann wird durch einen Stempel 35, welcher sich mit einer Umformgeschwindigkeit 9 bewegt, die Verformung des Halbzeugs 3 bewirkt. In diesem Beispiel werden zwei verschiedene Stempel 35' und 35'' durch unterschiedliche Schattierungen angedeutet, die sich durch den Anstiegswinkel 36 unterscheiden und somit auch unterschiedliche Verformungen erzeugen können, wobei geringere Anstiegswinkel wie bei dem Stempel 35' auch einen Napf mit steileren Wänden erzeugen. In 3 ist weiterhin die erreichte Ziehtiefe 39 bzw. der Umformgrad des fertigen Bauteils 1 dargestellt. 3 shows an example of a detail of a hot forming tool used 7 , This is the semi-finished product 3 which is a coating 14 between a draw ring 31 and a hold-down 33 held. Then by a stamp 35 , which is at a forming speed 9 moves, the deformation of the semifinished product 3 causes. In this example, two different stamps 35 ' and 35 '' indicated by different shades, characterized by the slope angle 36 distinguish and thus can also produce different deformations, with lower slope angles as in the stamp 35 ' also create a bowl with steeper walls. In 3 is still the reached draw depth 39 or the degree of deformation of the finished component 1 shown.

In 4 ist in einem Diagramm der Verlauf der erzielbaren Ziehtiefe 39 auf der Ordinate in Abhängigkeit von der Umformgeschwindigkeit 9, mit welcher sich der Stempel 35 bewegt, auf der Abszisse, aufgetragen.In 4 is a diagram of the course of the achievable draw depth 39 on the ordinate as a function of the forming speed 9 , with which the stamp 35 moved, on the abscissa, applied.

Unterschiedliche Kurven 37 entsprechen dabei unterschiedlichen verwendeten Stempeln 35 und Ziehringen. Variiert wurden jeweils die Radien des Ziehrings 31 sowie die Anstiegswinkel 36 des Stempels 35, 35', 35''. Die Versuche wurden sämtlich mit einem Blech aus dem Werkstoff Usibor 1500 P mit einer Blechdicke von 1,35 mm durchgeführt.Different curves 37 correspond to different stamps used 35 and drawing rings. The radii of the drawing ring were varied 31 as well as the rising angles 36 of the stamp 35 . 35 ' . 35 '' , The experiments were all carried out with a sheet of Usibor 1500 P with a sheet thickness of 1.35 mm.

Über alle diese variierten Parameter ist der Effekt deutlich zu sehen, dass eine umso größere Ziehtiefe 39 erreicht werden kann, desto schneller das Warmumformwerkzeug 7 bewegt wird. Dabei weisen die Kurven 37 zunächst einen sehr steilen Anstieg auf, der dann langsam abflacht. Erst ab einer Umformgeschwindigkeit 9 von etwa 600 mm/Sekunde ist keine nennenswerte Steigerung der Ziehtiefe 39 mehr zu beobachten, was vermutlich komplexe Abläufe in der Gefügeumwandlung zur Ursache hat.Over all these varied parameters, the effect is clearly visible that a greater draw depth 39 can be achieved, the faster the hot forming tool 7 is moved. This is shown by the curves 37 First, a very steep rise, which then flattened slowly. Only from a forming speed 9 of about 600 mm / second is no significant increase in the drawing depth 39 to observe more, which probably has complex processes in the structural transformation to the cause.

Zusammenfassend lässt sich über die Umformgeschwindigkeit 9 sagen, dass bereits ab 150 mm/Sekunde, der Umformgeschwindigkeit 9, aber der man von Hochgeschwindigkeitsumformen sprechen kann, eine nennenswerte Steigerung der erreichbaren Umformgrade zu beobachten ist, vor allem unter dem Gesichtspunkt des Kosten-/Nutzen-Verhältnisses, da keine besonderen apparativen Anstrengungen erforderlich sind, um diese Geschwindigkeit zu realisieren. Bei 400 mm/Sekunde sind noch höhere Umformgrade/Ziehtiefen 39 erreichbar, es muss jedoch der dafür betriebene Aufwand in Form von Investitionskosten in Werkzeuge betrachtet werden. Theoretisch – ohne Berücksichtigung des apparativen Aufwands – als ideal zu bezeichnen ist eine Umformgeschwindigkeit im Bereich von 600 mm/Sekunde.In summary, we can talk about the forming speed 9 say that already from 150 mm / second, the forming speed 9 but one can speak of high-speed forming, a noteworthy increase in the achievable degrees of deformation is to be observed, especially from the point of view of the cost / benefit ratio, since no special equipment efforts are required to realize this speed. At 400 mm / second are even higher degrees of deformation / drawing depths 39 reachable, but it must be considered the effort for this purpose in the form of investment costs in tools. Theoretically - without considering the expenditure on equipment - to be described as ideal is a forming speed in the range of 600 mm / second.

Neben der dargestellten Abhängigkeit der Ziehtiefe 39 von der Umformgeschwindigkeit 9 hängt diese noch von anderen Faktoren, vor allem von dem verwendeten Werkstoff und der Blechdicke ab.In addition to the illustrated dependence of the drawing depth 39 from the forming speed 9 This depends on other factors, especially on the material used and the sheet thickness.

4 zeigt die prozentuale Steigerung 41 der Ziehtiefe 39, bezogen auf die bei einer zurzeit üblichen Umformgeschwindigkeit 9 von 65 mm/Sekunde erreichbare Ziehtiefe 39, in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Umformgeschwindigkeit 9. Dargestellt ist dabei jeweils der Mittelwert über alle in 4 gezeigten Versuche mit unterschiedlichen Parametern bei einer Umformgeschwindigkeit 9. Beispielhaft ist schon bei einer Umformgeschwindigkeit 9 von 150 mm/Sekunde bei diesem Werkstoff eine Steigerung der möglichen Ziehtiefe 39 um rund 16 Prozent möglich. Bei Umformgeschwindigkeiten zwischen 300 mm/Sekunde und 400 mm/Sekunde ist eine weitere erhebliche Vergrößerung der Ziehtiefe erreichbar. Bei diesen Geschwindigkeiten können auch Bauteile 1 aus Dualphasenstahl (DP 500 und DP 600) ohne große Schwierigkeiten hergestellt werden. 4 shows the percentage increase 41 the drawing depth 39 , based on the draw depth that can be achieved at a currently customary forming speed 9 of 65 mm / second 39 , depending on the respectively set forming speed 9 , Shown here is the mean value over all in 4 shown experiments with different parameters at a forming speed 9 , An example is already at a forming speed 9 of 150 mm / second for this material an increase in the possible drawing depth 39 around 16 percent possible. At forming speeds zwi 300 mm / second and 400 mm / second, a further considerable increase in the drawing depth can be achieved. At these speeds can also components 1 made of dual phase steel (DP 500 and DP 600) without much difficulty.

Durch das Verfahren sind vor allem solche Bauteile 1 herstellbar, die eine hohe Gestaltfestigkeit aufweisen müssen. Im Kraftfahrzeug sind dies insbesondere Crashrelevante Bauteile 1, wie Strukturbauteile des Fahrzeugkarosseriebaus. Dies sind beispielsweise Teile im Bereich der Seitenwand des Kraftfahrzeugs, die sich bei einem Aufprall nicht verformen dürfen. Im Speziellen betrifft dies Säulen, Schweller, Dachrahmen, Querträger, Längsträger und die Stirnwand. Andere Bauteile 1 sind beispielsweise Stoßfänger, Querträger oder Tunnelverstärkungen, also prinzipiell Teile, die dem Insassenschutz dienen. Durch die hohe Festigkeit der Bauteile 1 können deren Wanddicken reduziert werden, wodurch hinsichtlich des Leichtbaus große Vorteile erzielt werden können. Dies kommt besonders bei gepanzerten Fahrzeugen zum Tragen, deren Seitenwandteile nun durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich leichter gestaltet werden können. Hierbei ist sogar denkbar, die Panzerung als Beplankungsteil auszubilden.By the method are mainly such components 1 can be produced, which must have a high structural strength. In the motor vehicle these are in particular crash-relevant components 1 as structural components of the vehicle body shop. These are, for example, parts in the region of the side wall of the motor vehicle, which must not deform during an impact. In particular, this relates to columns, sills, roof frames, cross members, side members and the end wall. Other components 1 For example, bumpers, cross members or tunnel reinforcements, so in principle parts that serve the occupant protection. Due to the high strength of the components 1 The wall thicknesses can be reduced, which can be achieved in terms of lightweight construction great advantages. This is particularly true in armored vehicles to bear whose side wall parts can now be made considerably easier by the inventive method. It is even conceivable to design the armor as a planking part.

Das Verfahren sowie das durch das Verfahren hergestellte Bauteil 1 sind nicht beschränkt auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Insbesondere kann die konkrete Verfahrensführung von der in 2 gezeigten abweichen.The method and the component produced by the method 1 are not limited to the illustrated embodiments. In particular, the specific procedure of the in 2 differ.

Claims (12)

Verfahren zum Herstellen eines pressgehärteten Bauteils (1) aus einem Halbzeug (3) aus ungehärtetem, warm umformbaren Stahlblech (5), wobei das Halbzeug (3) auf eine Temperatur oberhalb der Austenisierungstemperatur erwärmt und in einem Warmumformwerkzeug (7) pressgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformgeschwindigkeit (9), mit welcher das Halbzeug (3) im Warmumformwerkzeug (7) umgeformt wird, so hoch ist, dass der Umwandlungsprozess von einem austenitischen in ein martensitisches oder bainitisches Gefüge erst nach Beendigung des Umformvorgangs abgeschlossen ist.Method for producing a press-hardened component ( 1 ) from a semi-finished product ( 3 ) made of unhardened, hot-workable steel sheet ( 5 ), the semifinished product ( 3 ) is heated to a temperature above the Austenisierungstemperatur and in a hot forming tool ( 7 ) is press-hardened, characterized in that the forming speed ( 9 ), with which the semifinished product ( 3 ) in the hot forming tool ( 7 ) is so high that the transformation process from an austenitic to a martensitic or bainitic structure is completed only after completion of the forming process. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformgeschwindigkeit (9) oberhalb von 65 mm/s liegt.Method according to claim 1, characterized in that the forming speed ( 9 ) is above 65 mm / s. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformgeschwindigkeit (9) oberhalb von 150 mm/s liegt.Method according to claim 2, characterized in that the forming speed ( 9 ) is above 150 mm / s. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformgeschwindigkeit (9) oberhalb von 300 mm/s liegt.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the forming speed ( 9 ) is above 300 mm / s. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) nur bereichsweise gehärtet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the component ( 1 ) is only partially cured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Halbzeugs (3) in einem Durchlaufofen (11) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heating of the semifinished product ( 3 ) in a continuous furnace ( 11 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Warmumformwerkzeug (7) eine Hochgeschwindigkeitspresse (13) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a hot forming tool ( 7 ) a high-speed press ( 13 ) is used. Pressgehärtetes Bauteil (1) aus einem Halbzeug (3) aus ungehärtetem, warmumformbaren Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass es durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.Press-hardened component ( 1 ) from a semi-finished product ( 3 ) made of uncured, heat-transformable steel, characterized in that it is produced by a method according to one of claims 1 to 7. Pressgehärtetes Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) aus einem hochfesten Stahlwerkstoff besteht.Press-hardened component according to claim 8, characterized in that the component ( 1 ) consists of a high-strength steel material. Pressgehärtetes Bauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) aus dem Werkstoff 22MnB5 besteht.Press-hardened component according to claim 8 or 9, characterized in that the component ( 1 ) consists of the material 22MnB5. Pressgehärtetes Bauteil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) eine Beschichtung (14) zum Korrosionsschutz aufweist.Press-hardened component according to one of claims 8 to 10, characterized in that the component ( 1 ) a coating ( 14 ) for corrosion protection. Pressgehärtetes Bauteil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (14) aus einem Aluminium-Silizium-Werkstoff besteht.Press-hardened component according to one of claims 8 to 11, characterized in that the coating ( 14 ) consists of an aluminum-silicon material.
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